Investigadores da Universidade Nacional de Singapura (NUS) desenvolveram um novo material biodegradável, feito de gelo misturado com aminoácidos, capaz de capturar metano de forma extremamente rápida. A descoberta abre caminho para formas mais seguras, económicas e ecológicas de armazenar gás natural e biometano.
O estudo, liderado pelo Professor Praveen Linga, da Faculdade de Design e Engenharia da NUS, foi publicado na prestigiada revista Nature Communications sob o título “Rapid conversion of amino acid modified-ice to methane hydrate for sustainable energy storage”.
Uma alternativa simples e sustentável
Atualmente, o gás natural é armazenado sob alta pressão ou em forma líquida a temperaturas de -162 °C — processos que consomem muita energia e são dispendiosos. Uma alternativa promissora é o armazenamento em forma de hidrato, um tipo de gelo que aprisiona moléculas de gás em pequenas gaiolas de água congelada. No entanto, estes hidratos formam-se muito lentamente, o que tem limitado a sua aplicação prática.
A equipa da NUS encontrou uma solução engenhosa: adicionar pequenas quantidades de aminoácidos à água antes de a congelar. O resultado é um “gelo modificado com aminoácidos” que consegue aprisionar metano em poucos minutos.
Nos testes de laboratório, o novo material atingiu 90% da sua capacidade máxima de armazenamento em pouco mais de dois minutos — um desempenho dezenas de vezes mais rápido do que o dos métodos convencionais.
Como funciona o gelo modificado
Os aminoácidos, componentes básicos das proteínas, alteram as propriedades da superfície do gelo. Em particular, os aminoácidos hidrofóbicos, como o triptofano, criam finas camadas líquidas na superfície do gelo quando este é exposto ao gás metano. Essas camadas facilitam a formação rápida dos cristais de hidrato, gerando uma estrutura porosa semelhante a uma esponja, altamente eficiente na captura do gás.
Já o gelo comum tende a formar uma camada densa que impede a penetração do metano, tornando o processo muito mais lento.
Utilizando espectroscopia Raman, a equipa observou o metano a preencher rapidamente as microestruturas do hidrato, com taxas de ocupação superiores a 90%. Segundo o investigador Dr. Ye Zhang, coautor do estudo, “as medições mostram que os aminoácidos não só aceleram a formação do hidrato, como também aumentam a eficiência do armazenamento do metano”.
Reutilizável e amigo do ambiente
Outro ponto forte da inovação é a sua sustentabilidade. Os aminoácidos são biodegradáveis, ao contrário dos surfactantes químicos tradicionalmente usados para acelerar a formação de hidratos, que podem representar riscos ambientais.
O metano pode ser libertado de forma controlada com um ligeiro aquecimento, e o mesmo gelo pode ser recongelado e reutilizado, num ciclo de carga e descarga semelhante ao de uma bateria.
Além disso, o sistema não produz espuma durante a libertação do gás — um dos principais obstáculos nas tecnologias de hidratos convencionais.